(57)【要約】【目的】ファラデーカップまでビームを到達させる手間を省き、より短時間にアライメントコイルによるビームの光軸調整を行なう方法を提供することを目的とする。【構成】本発明の一態様のアライメントコイルによるビーム軸調整方法は、アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを走査して、アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する画像取得工程と、取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する重心位置演算工程と、かかる重心位置に荷電粒子ビームが照射されるように上述したアライメントコイルへ流す励磁電流を調整するアライメント工程と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、より短時間でビーム軸を調整することができる。【選択図】        図１
2007324174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを走査して、前記アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する画像取得工程と、
取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する重心位置演算工程と、
前記重心位置に前記荷電粒子ビームが照射されるように前記アライメントコイルへ流す励磁電流を調整するアライメント工程と、
を備えたことを特徴とするアライメントコイルによるビーム軸調整方法。
【請求項２】
前記画像取得工程において、大きいピッチから順に複数のピッチで前記アパーチャの画像を取得し、
前記重心位置演算工程において、大きいピッチから順に各ピッチで取得された各画像から輝度の重心位置を追い込むことを特徴とする請求項１記載のアライメントコイルによるビーム軸調整方法。
【請求項３】
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを２次元方向に走査して、第１のピッチ毎に前記アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する２次元走査画像取得工程と、
前記第１のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第１の重心位置を演算する第１の重心位置演算工程と、
前記アライメントコイルを用いて前記荷電粒子ビームを第１の１次元方向に走査して、前記第１の重心位置を通るように第１の１次元方向に前記第１のピッチより小さい第２のピッチ毎に前記アパーチャの画像を取得する第１の１次元走査画像取得工程と、
前記アライメントコイルを用いて前記荷電粒子ビームを前記第１の１次元方向とは異なる第２の１次元方向に走査して、前記第１の重心位置を通る第２の１次元方向に前記第２のピッチ毎に前記アパーチャの画像を取得する第２の１次元走査画像取得工程と、
前記第１の１次元方向に前記第２のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第１の１次元方向近似式を演算する第１の１次元方向近似式演算工程と、
前記第２の１次元方向に前記第２のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第２の１次元方向近似式を演算する第２の１次元方向近似式演算工程と、
前記第１の１次元方向近似式による線と前記第２の１次元方向近似式による線とに基づいて、輝度の第２の重心位置を演算する第２の重心位置演算工程と、
前記第２の重心位置に前記荷電粒子ビームが照射されるように前記アライメントコイルへ流す励磁電流を調整するアライメント工程と、
を備えたことを特徴とするアライメントコイルによるビーム軸調整方法。
【請求項４】
前記アライメントコイルによるビーム軸調整方法は、さらに、
前記第１のピッチ毎に取得された各画像に対し、所定の点を通る前記第１の１次元方向に複数の位置で輝度を抽出する第１の輝度抽出工程と、
各画像について前記第１の１次元方向に複数の位置で抽出された複数の輝度のうち、上位から所定のサンプル数について加算する第１の１次元方向輝度加算工程と、
前記第１のピッチ毎に取得された各画像に対し、所定の点を通る前記第２の１次元方向に複数の位置で輝度を抽出する第２の輝度抽出工程と、
各画像について前記第２の１次元方向に複数の位置で抽出された複数の輝度のうち、上位から前記所定のサンプル数について加算する第２の１次元方向輝度加算工程と、
各画像について前記第１の１次元方向に前記所定のサンプル数について加算された輝度の値と前記第２の１次元方向に前記所定のサンプル数について加算された輝度の値とを加算する２方向輝度値加算工程と、
を備え、
前記第１の重心位置演算工程において、前記２方向輝度値加算工程により加算された輝度値を各画像の輝度値として、前記第１の重心位置を演算することを特徴とする請求項３記載のアライメントコイルによるビーム軸調整方法。
【請求項５】
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを走査して、前記アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する画像取得工程と、
取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する重心位置演算工程と、
前記重心位置に前記荷電粒子ビームが照射されるように前記アライメントコイルにより前記荷電粒子ビームのビーム軸が調整された前記荷電粒子ビームを用いて、試料に所定のパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメントコイルによるビーム軸調整方法及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを可変成形させながら試料に電子ビームを照射する電子ビーム描画方法及びその方法に使用する装置のアライメントコイルのビーム軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図２０は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
ここで、試料３４０を描画する場合に、まず、描画装置で照射される電子ビームの光軸調整が必要となる。電子ビームの光軸調整は、電子鏡筒（コラム）内に存在する複数のアパーチャの中心にビームを通すように調整される。かかる光軸調整は、一般に、コラム内に複数のアライメントコイルを配置して、光路途中の各位置に配置されたアライメントコイルで光軸を調整している。そして、まず、ステージ上に存在するファラデーカップまでビームを到達させる。そして、下段側のアライメントコイルから上段側に向かって順に、到達したビームの電流が最大になる位置に光軸を調整していく。そのため、上段側のアパーチャについては、下段側のアライメントコイルによるアライメント調整が終了していなければ光軸調整を行なうことができない。
【０００５】
ここで、光路途中のブランキングアパーチャに電子ビームをブランキングさせて照射させたときの画像をＣＣＤで検出し、光路途中のビームの位置、スポット径、強度等をモニタするとする技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４９８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、上段側のアパーチャの光軸調整を行なうためには、まず、ステージ上に存在するファラデーカップまでビームを到達させる。そして、下段側のアライメントコイルから上段側に向かって順に、到達したビームの電流が最大になる位置に光軸を調整していく必要があった。しかしながら、アライメントコイルを調整して、ステージ上に存在するファラデーカップまでビームを到達させるだけでもかなり時間がかかってしまう。また、ファラデーカップまでビームを到達させた後に、再度、調整の必要が生じてしまう。そのため、アライメントコイルによる光軸調整にはかなり時間がかかってしまうといった問題があった。
【０００７】
図２１は、光路途中のアパーチャ画像の中心位置にアライメントする手法を説明するための概念図である。
光路途中のアパーチャ画像をＣＣＤ等で検出して、かかる検出結果からビーム位置を調整する場合、図２１（ａ）に示すように、その画像の濃淡像からアパーチャ部材の開口部の中心位置が中央にくるように調整する手法も試みられている。ここで、アライメントコイルで調整する際に、上述したように、ビームの電流が最大になる位置に光軸を調整していく必要がある。しかしながら、アパーチャ部材の開口部の中心位置が中央にくるように光軸を調整しても図２１（ｂ）に示すように、ビーム分布の問題から中心位置が必ずしも電流量が最大になるとは限らず、最適な位置に光軸調整を行なうことが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、ステージ上のファラデーカップまでビームを到達させる手間を省き、より短時間にアライメントコイルによるビームの光軸調整を行なう方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のアライメントコイルによるビーム軸調整方法は、
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを走査して、アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する画像取得工程と、
取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する重心位置演算工程と、
かかる重心位置に荷電粒子ビームが照射されるように上述したアライメントコイルへ流す励磁電流を調整するアライメント工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、輝度の重心位置に荷電粒子ビームを調整することができる。輝度が最大となる位置ではビーム電流量も最大となるので、ビーム電流量の代わりに輝度の重心位置に荷電粒子ビームを調整することにより、ビーム電流量が最大となる最適位置と同様の位置にビーム軸をアライメントすることができる。さらに、アパーチャの画像を用いて調整することによって、ビームをステージ上に存在するファラデーカップまで到達させなくてもビーム軸を調整することができる。
【００１１】
また、画像取得工程において、大きいピッチから順に複数のピッチでアパーチャの画像を取得し、
上述した重心位置演算工程において、大きいピッチから順に各ピッチで取得された各画像から輝度の重心位置を追い込むことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、取得する画像のピッチを順に小さくすることができる。そして、ラフな間隔でまず仮の重心位置を決め、ラフな重心位置から精度の高い重心位置へと追い込むことができる。その結果、画像取得回数及び演算回数を低減させることができる。
【００１３】
また、さらに、詳述していくと、本発明の他の態様のアライメントコイルによるビーム軸調整方法は、
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを２次元方向に走査して、第１のピッチ毎にアライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する２次元走査画像取得工程と、
かかる第１のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第１の重心位置を演算する第１の重心位置演算工程と、
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを第１の１次元方向に走査して、上述した第１の重心位置を通る第１の１次元方向に第１のピッチより小さい第２のピッチ毎にアパーチャの画像を取得する第１の１次元走査画像取得工程と、
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを第１の１次元方向とは異なる第２の１次元方向に走査して、第１の重心位置を通る第２の１次元方向に第２のピッチ毎にアパーチャの画像を取得する第２の１次元走査画像取得工程と、
第１の１次元方向に第２のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第１の１次元方向近似式を演算する第１の１次元方向近似式演算工程と、
第２の１次元方向に第２のピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の第２の１次元方向近似式を演算する第２の１次元方向近似式演算工程と、
第１の１次元方向近似式による線と第２の１次元方向近似式による線とに基づいて、輝度の第２の重心位置を演算する第２の重心位置演算工程と、
かかる第２の重心位置に荷電粒子ビームが照射されるようにアライメントコイルへ流す励磁電流を調整するアライメント工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、まず、２次元走査で第１のピッチ毎の画像の輝度分布を得ることができる。かかる輝度分布から輝度分布の仮の重心位置となる第１の重心位置を得ることができる。そして、第１の重心位置を通るように第１と第２の１次元方向にそれぞれ第２のピッチ毎に走査して画像を取得することで、さらに精度の高い画像の輝度分布を得ることができる。かかる精度の向上した輝度分布から輝度分布の重心位置となる第２の重心位置を得ることができる。その結果、より精度の高い輝度分布の重心位置に荷電粒子ビームが照射されるようにアライメントコイルで調整することができる。上述したように輝度が最大となる位置ではビーム電流量も最大となるので、ビーム電流量の代わりに輝度の重心位置に荷電粒子ビームを調整することにより、ビーム電流量が最大となる最適位置と同様の位置にビーム軸をアライメントすることができる。さらに、アパーチャの画像を用いて調整することによって、ビームをステージ上に存在するファラデーカップまで到達させなくてもビーム軸を調整することができる。
【００１５】
また、本発明のアライメントコイルによるビーム軸調整方法は、さらに、
上述した第１のピッチ毎に取得された各画像に対し、所定の点を通る第１の１次元方向に複数の位置で輝度を抽出する第１の輝度抽出工程と、
各画像について第１の１次元方向に複数の位置で抽出された複数の輝度のうち、上位から所定のサンプル数について加算する第１の１次元方向輝度加算工程と、
上述した第１のピッチ毎に取得された各画像に対し、所定の点を通る第２の１次元方向に複数の位置で輝度を抽出する第２の輝度抽出工程と、
各画像について第２の１次元方向に複数の位置で抽出された複数の輝度のうち、上位から上述した所定のサンプル数について加算する第２の１次元方向輝度加算工程と、
各画像について第１の１次元方向に所定のサンプル数について加算された輝度の値と第２の１次元方向に所定のサンプル数について加算された輝度の値とを加算する２方向輝度値加算工程と、
を備え、
上述した第１の重心位置演算工程において、２方向輝度値加算工程により加算された輝度値を各画像の輝度値として、第１の重心位置を演算することを特徴とする。
【００１６】
後述するように、第１のピッチ毎に取得された各画像では、アパーチャの位置、大きさ、下地の明るさ等が変化してしまう場合がある。そこで、所定の点を通る第１と第２の１次元方向に上位から所定のサンプル数の輝度の値を加算して、かかる加算値を各画像の輝度値とすることにより、上述した変化に対応した重心位置を演算することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様のアライメントコイルによる荷電粒子ビーム描画工程は、
アライメントコイルを用いて荷電粒子ビームを走査して、アライメントコイルから見て荷電粒子ビーム進行方向の後段に位置するアパーチャの画像を取得する画像取得工程と、
取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する重心位置演算工程と、
かかる重心位置に荷電粒子ビームが照射されるようにアライメントコイルにより荷電粒子ビームのビーム軸が調整された荷電粒子ビームを用いて、試料に所定のパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
かかる構成により、上述したように、ビーム電流量の代わりに輝度でビーム軸を最適位置にアライメントすることができる。そして、かかる位置にビーム軸が調整された荷電粒子ビームを用いて、試料に所定のパターンを描画することで、より高精度なパターンをかかる試料に描画することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ビーム電流量の代わりに画像から得られる輝度でビーム軸を最適位置にアライメントすることができる。そして、画像から得られる輝度でビーム軸を最適位置にアライメントすることにより、ビームをステージ上のファラデーカップまで到達させる手間を省くことができる。その結果、より短時間でビーム軸を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるフローチャートの要部を示す図である。
図１において、アライメントコイルによるビーム軸調整方法は、オプション判断工程（Ｓ１０２）、調整前状態保存工程（Ｓ１０４）、パラメータ読み込み工程（Ｓ１０６）、調整前状態保存工程（Ｓ１０８）、ゲインレベルフラグＯＮ／ＯＦＦ判定工程（Ｓ１１０）、ゲインレベル調整工程（Ｓ１１２）、パラメータオリジンモードの判定工程（Ｓ１１４）、パラメータ初期値設定工程（Ｓ１１６）、２次元スキャンモード判定工程（Ｓ１１８）、２Ｄスキャン工程（Ｓ１２０）、重心位置設定工程（Ｓ１２２）、１次元スキャン工程（Ｓ１２４）、判断計算工程（Ｓ１２６）、判定工程（Ｓ１２８）、調整前状態設定工程（１３０）といった工程を実施する。
【００２２】
図２は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、アライメントコイル２１２、照明レンズ２０２、アライメントコイル２１４、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２１６、ブランキング（ＢＬＫ）アパーチャ２１８、検出器２２０、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８を備え、制御系として、ＣＰＵ１２０、メモリ１２２、コイル制御回路１３０、制御電源１３２、コイル制御回路１４０、制御電源１４２、画像生成回路１５４、アンプ１５２、モニタ１６０を備えている。
【００２３】
コンピュータとなるＣＰＵ１２０には、画像生成回路１５４、コイル制御回路１３０、コイル制御回路１４０、メモリ１２２が図示していないバスを介して接続されている。コイル制御回路１３０、コイル制御回路１４０は、ＣＰＵ１２０から出力される制御信号により制御される。また、ＣＰＵ１２０で演算される入力データ或いは出力データ等はメモリ１２２に記憶される。
【００２４】
そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、アライメントコイル２１２、照明レンズ２０２、アライメントコイル２１４、ＢＬＫ偏向器２１６、ＢＬＫアパーチャ２１８、検出器２２０、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置されている。図２では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
【００２５】
そして、アライメントコイル２１２は、コイル制御回路１３０によって制御された制御電源１３２から、所望する励磁電流が流されることで制御される。同様に、アライメントコイル２１４は、コイル制御回路１４０によって制御された制御電源１４２から、所望する励磁電流が流されることで制御される。
【００２６】
また、検出器２２０は、電子ビーム２００がＢＬＫアパーチャ２１８に当たって飛び出した２次電子等を検出して、検出されたデータはアンプ１５２で増幅された後、画像生成回路１５４で画像処理される。そして、生成された画像データは、ＣＰＵ１２０に送信されると共に、モニタ１６０に画像として表示される。
【００２７】
図３は、実施の形態１におけるＣＰＵの内部機能の要部を示す図である。
ＣＰＵ１２０内では、オプション判断部５００、ゲインレベル調整部５０２、パラメータ初期値設定部５０６、２Ｄスキャン処理部３００、重心位置設定部５０８、１次元スキャン処理部４００、判断計算部５１０、判定部５１２といった各機能を有している。さらに、２Ｄスキャン処理部３００内は、画像データ取得部３０２、モード判定部３０４、輝度データ抽出部３０６、ソート部３０８、Ｘデータ加算部３１０、Ｙデータ加算部３１２、輝度値加算部３１４、マップ作成部３１６、重心位置演算部３１８といった各機能を有している。また、１次元スキャン処理部４００は、ピッチ設定部４０２、方向設定部４０４、画像データ取得部４０６、輝度データ抽出部４０８、フィッティング部４５０、重心位置演算部４１２といった各機能を有している。図３では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。ＣＰＵ１２０には、描画装置１００を制御するうえで必要なその他の機能を有していることは言うまでもない。
【００２８】
また、オプション判断部５００、ゲインレベル調整部５０２、パラメータ初期値設定部５０６、２Ｄスキャン処理部３００、重心位置設定部５０８、１次元スキャン処理部４００、判断計算部５１０、判定部５１２といった各機能は、その処理がコンピュータにより実行されるソフトウェアで構成しているが、これに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより構成しても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。同様に、画像データ取得部３０２、モード判定部３０４、輝度データ抽出部３０６、ソート部３０８、Ｘデータ加算部３１０、Ｙデータ加算部３１２、輝度値加算部３１４、マップ作成部３１６、重心位置演算部３１８、ピッチ設定部４０２、方向設定部４０４、画像データ取得部４０６、輝度データ抽出部４０８、フィッティング部４５０、重心位置演算部４１２といった各機能は、その処理がコンピュータにより実行されるソフトウェアで構成しているが、これに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより構成しても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
【００２９】
荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００でＸＹステージ１０５上の試料１０１に所定のパターンを描画する前に、電子ビーム２００の光軸調整を行なう。実施の形態１では、一例として、アライメントコイル２１２による電子ビーム２００の光軸調整を行なう方法について説明する。従来の手法で光軸調整を行なう場合には、まず、ＢＬＫアパーチャ２１８、第１の成形アパーチャ２０３、第２の成形アパーチャ２０６といった複数のアパーチャの中心を通ってＸＹステージ１０５上に存在する図示していないファラデーカップまで電子ビーム２００を到達させる必要があったが、実施の形態１では、ＸＹステージ１０５上に存在する図示していないファラデーカップまで電子ビーム２００を到達させなくても、或いは到達の有無に関わらず光軸調整を行なう上段側のアライメントコイル２１２による光軸調整方法について説明する。
【００３０】
Ｓ（ステップ）１０２において、オプション判断工程として、オプション判断部５００は、アライメントコイル２１２による光軸調整にあたり、パラメータに異常がないかどうかをチェックする。
【００３１】
Ｓ１０４において、調整前状態保存工程として、ＣＰＵ１２０は、現状の状態をメモリ１２２に保存しておく。
【００３２】
Ｓ１０６において、パラメータ読み込み工程として、ＣＰＵ１２０は、パラメータを読み込む。パラメータとして、例えば、後述するゲインレベル（ＧＡＩＮＬＥＶＥＬ）フラグのＯＮ／ＯＦＦ設定情報、オリジンモードのＯＮ／ＯＦＦ設定情報、２次元スキャンのピッチ情報、スキャン位置の指定情報等が挙げられる。
【００３３】
Ｓ１０８において、調整前状態保存工程として、ＣＰＵ１２０は、読み込まれたパラメータと共に、再度、現状の状態をメモリ１２２に保存しておく。
【００３４】
Ｓ１１０において、ゲインレベルフラグＯＮ／ＯＦＦ判定工程として、ＣＰＵ１２０は、読み込まれたパラメータに基づいて、ゲインレベルフラグのＯＮ／ＯＦＦを判定する。ゲインレベルフラグは、ユーザがパラメータ設定において任意に変更可能である。ソフトインストール時はＯＦＦにしておき、必要に応じてＯＮにすればよい。書き換える条件は、輝度が明るすぎるまたは暗すぎるという不具合がある場合に用いると好適である。例えば、最初にＯＦＦで実行し、エラー終了したときに、その原因がゲインレベルの調整不足と判断された場合にＯＮとすればよい。
【００３５】
Ｓ１１２において、ゲインレベル調整工程として、ゲインレベル調整部５０２は、ゲインレベルフラグＯＮの場合に、アンプ１５２のゲインレベルを調整する。
【００３６】
Ｓ１１４において、パラメータオリジンモードの判定工程として、ＣＰＵ１２０は、読み込まれたパラメータに基づいて、パラメータオリジンモードのＯＮ／ＯＦＦを判定する。パラメータオリジンモードは、後述する２次元スキャンを実施したくない場合、または既におおよそのアライメントコイル２１２のアライメント値が決まっており、その近傍のみ１次元フィッティング関数で最適化したいときにＯＮすればよい。ビーム調整の初期段階ではパラメータオリジンモードは使わず（ＯＦＦにして）に後述する２次元スキャンを実施する。
【００３７】
Ｓ１１６において、パラメータ初期値設定工程として、パラメータ初期値設定部５０６は、パラメータオリジンモードＯＮの場合に、パラメータ初期値を設定する。すなわち、予め、後述する１次元スキャンの開始位置となる仮のアライメントコイル２１２のアライメント値をパラメータ初期値として設定する。
【００３８】
Ｓ１１８において、２次元スキャンモード判定工程として、ＣＰＵ１２０は、読み込まれたパラメータに基づいて、２次元（２Ｄ）スキャンモードのＯＮ／ＯＦＦを判定する。２ＤスキャンモードのＯＮ／ＯＦＦはパラメータオリジンモードと同じ目的で操作する。すなわち、後述する２次元スキャンを実施したくない場合、または既におおよそのアライメントコイル２１２のアライメント値が決まっており、その近傍のみ１次元フィッティング関数で最適化したいときにＯＮすればよい。ビーム調整の初期段階では２ＤスキャンモードはＯＮにする。
【００３９】
Ｓ１２０において、２Ｄスキャン工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、２ＤスキャンモードＯＮの場合に２Ｄスキャンを行なう。２Ｄスキャン工程では、所定のピッチで２Ｄ画像を取得して、２Ｄ画像の輝度に基づいて輝度の重心位置演算を行なう。以下、２Ｄスキャン工程の内部工程について説明する。
【００４０】
図４は、図１における２Ｄスキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
図４において、２Ｄスキャン工程（Ｓ１２０）は、Ｙ方向位置設定工程（Ｓ２０２）、Ｘ方向位置設定工程（Ｓ２０４）、アライメントセット工程（Ｓ２０６）、セット判定工程（Ｓ２０８）、輝度測定工程（Ｓ２１０）、マップへの格納工程（Ｓ２１２）、Ｘ方向ループ工程（Ｓ２１４）、Ｙ方向ループ工程（Ｓ２１６）、重心位置演算工程（Ｓ２１８）といった工程を実施する。
【００４１】
Ｓ２０２において、Ｙ方向位置設定工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、アライメントコイル２１２のＹ方向アライメント位置を設定する。アライメントコイル２１２の可動範囲がＹ方向に［−１０００μｍ、＋１０００μｍ］とする場合、例えば、−１０００μｍと設定する。そして、後述するように、所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【００４２】
Ｓ２０４において、Ｘ方向位置設定工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、アライメントコイル２１２のＸ方向アライメント位置を設定する。アライメントコイル２１２の可動範囲がＸ方向に［−１０００μｍ、＋１０００μｍ］とする場合、例えば、−１０００μｍと設定する。そして、後述するように、所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【００４３】
Ｓ２０６において、アライメントセット工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、設定されたアライメントコイル２１２のＸＹ方向アライメント位置にアライメントされるようにコイル制御回路１３０に信号を出力する。そして、コイル制御回路１３０は、入力した信号に基づいて、制御電源１３２を介してアライメントコイル２１２を設定されたＸＹ方向アライメント位置にアライメントする。
【００４４】
Ｓ２０８において、セット判定工程として、ＣＰＵ１２０は、アライメントコイル２１２が設定されたＸＹ方向アライメント位置にアライメントされたかどうかを判定する。
【００４５】
Ｓ２１０において、輝度測定工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、所定のピッチで２Ｄ画像を取得して、２Ｄ画像から輝度データを抽出する。以下、輝度測定工程の内部工程について説明する。
【００４６】
図５は、図４における輝度測定工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
図５において、輝度測定工程（Ｓ２１０）は、画像データ取得工程（Ｓ３０２）、ＲＢモード判定工程（Ｓ３０４）、輝度データ抽出工程（Ｓ３０６）、ＲＢモード判定工程（Ｓ３０８）、Ｘ方向輝度データ初期化工程（Ｓ３１０）、Ｘラインデータ抽出工程（Ｓ３１２）、降順ソート工程（Ｓ３１４）、Ｘデータ加算工程（Ｓ３１６）、Ｙ方向輝度データ初期化工程（Ｓ３１８）、Ｙラインデータ抽出工程（Ｓ３２０）、降順ソート工程（Ｓ３２２）、Ｙデータ加算工程（Ｓ３２４）、輝度値演算工程（Ｓ３２６）、ＲＢモード判定工程（Ｓ３３０）、Ｙ方向位置設定工程（Ｓ３３２）、Ｘ方向位置設定工程（Ｓ３３４）、輝度データ抽出工程（Ｓ３３６）、輝度データ加算工程（Ｓ３３８）、Ｘ方向ループ工程（Ｓ３４０）、Ｙ方向ループ工程（Ｓ３４２）といった工程を実施する。
【００４７】
Ｓ３０２において、２次元走査画像取得工程の一例となる画像データ取得工程として、画像データ取得部３０２は、画像データを取得する。
【００４８】
図６は、実施の形態１における画像データの取得方法を説明するための概念図である。
図６において、画像データは、アライメントコイル２１２が、設定されたＸＹ方向のアライメント値にアライメントされた状態で、アライメントコイル２１２より下段側に配置され、ＢＬＫアパーチャ２１８より上段側に配置されたアライメントコイル２１４で、アライメントコイル２１２によりアライメントされた電子ビーム２００を所定の範囲で走査する。走査することで、所定の範囲で走査された電子ビーム２００がＢＬＫアパーチャ２１８に衝突した結果発生した２次電子を検出器２２０で検出することができる。その結果、検出データから画像生成回路１５４において所定の範囲のＢＬＫアパーチャ２１８のアパーチャ像を生成することができる。例えば、５１２画素×５１２画素の画像を取得する。後述するように、所定のピッチ、例えば、２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲の領域すべてがカバーされるようにループさせる。そして、アライメントコイル２１２を用いて電子ビーム２００を２次元方向に走査して、２００μｍのピッチ毎にアライメントコイル２１２から見て電子ビーム２００進行方向の後段に位置するＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得する。
【００４９】
Ｓ３０４において、ＲＢモード判定工程として、モード判定部３０４は、ＲＢ（Ｒｅａｄ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モードが値「０」なのかどうかを判定する。
【００５０】
Ｓ３０６において、輝度データ抽出工程として、ＲＢモードが値「０」である場合に、輝度データ抽出部３０６は、取得された画像から画像の中の１点Ｐ（ｘ，ｙ）の画素における輝度を抽出する。例えば、画像の中心画素の輝度データを抽出する。
【００５１】
Ｓ３０８において、ＲＢモード判定工程として、ＲＢモードが値「０」でない場合に、モード判定部３０４は、ＲＢモードが値「１」なのかどうかを判定する。
【００５２】
Ｓ３１０において、Ｘ方向輝度データ初期化工程として、Ｘデータ加算部３１０は、まず、Ｘ方向輝度データを初期化して「０」にしておく。
【００５３】
Ｓ３１２において、第１の輝度抽出工程の一例となるＸラインデータ抽出工程として、輝度データ抽出部３０６は、取得された画像に対して所定の点Ｐ（ｘ，ｙ）を通るＸ方向（第１の１次元方向）に複数の位置で輝度を抽出する。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
【００５４】
図７は、実施の形態１におけるアパーチャ画像の一例を示す図である。
取得されたＢＬＫアパーチャ２１８の画像が、図７に示すような画像である場合に、例えば、画像の中心点Ｐ（ｘ，ｙ）を通るＸ方向に画像の端から順に各画素の輝度データを抽出していく。このようにして、Ｘラインの輝度データ（Ｘラインデータ）を抽出する。
【００５５】
図８は、実施の形態１におけるラインデータの一例を示す図である。
例えば、上述したＸラインデータは、図８に示すように、画像の端から一定の位置までは、輝度が大きく画像が明るいが、ＢＬＫアパーチャ２１８の開口部では、電子ビーム２００が衝突しないで通過してしまうため２次電子が発生せず、輝度が小さく画像が暗くなる。
【００５６】
Ｓ３１４において、降順ソート工程として、ソート部３０８は、Ｘラインデータを降順ソートする。
【００５７】
Ｓ３１６において、第１の１次元方向輝度加算工程の一例となるＸデータ加算工程として、Ｘデータ加算部３１０は、取得された画像についてＸ方向に複数の位置で抽出された複数の輝度データとなるＸラインデータが降順ソートされた後に、Ｘラインデータのうち上位から所定のサンプル数を抽出してこれらの輝度値について加算する。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
【００５８】
図９は、実施の形態１における降順ソートされたラインデータの一例を示す図である。
降順ソートすることにより、図９に示すようにＸラインデータは、輝度が大きい値から順に並ぶ。そして、上位のサンプル数だけを抽出して加算する。
【００５９】
Ｓ３１８において、Ｙ方向輝度データ初期化工程として、Ｙデータ加算部３１２は、まず、Ｙ方向輝度データを初期化して「０」にしておく。
【００６０】
Ｓ３２０において、第２の輝度抽出工程の一例となるＹラインデータ抽出工程として、輝度データ抽出部３０６は、取得された画像に対して所定の点Ｐ（ｘ，ｙ）を通るＹ方向（第２の１次元方向）に複数の位置で輝度を抽出する。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
取得されたＢＬＫアパーチャ２１８の画像が、図７に示すような画像である場合に、Ｘラインデータと同様に、例えば、画像の中心点Ｐ（ｘ，ｙ）を通るＹ方向に画像の端から順に各画素の輝度データを抽出していく。このようにして、Ｙラインの輝度データ（Ｙラインデータ）を抽出する。かかるＹラインデータもＸラインデータと同様に、図８に示すように、画像の端から一定の位置までは、輝度が大きく画像が明るいが、ＢＬＫアパーチャ２１８の開口部では、電子ビーム２００が衝突しないで通過してしまうため２次電子が発生せず、輝度が小さく画像が暗くなる。
【００６１】
Ｓ３２２において、降順ソート工程として、ソート部３０８は、Ｙラインデータを降順ソートする。
【００６２】
Ｓ３２４において、第２の１次元方向輝度加算工程の一例となるＹデータ加算工程として、Ｙデータ加算部３１２は、取得された画像についてＹ方向に複数の位置で抽出された複数の輝度データとなるＹラインデータが降順ソートされた後に、Ｙラインデータのうち上位から所定のサンプル数を抽出してこれらの輝度値について加算する。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
降順ソートすることにより、図９に示すようにＹラインデータは、Ｘラインデータと同様、輝度が大きい値から順に並ぶ。そして、上位のサンプル数だけを抽出して加算する。
【００６３】
Ｓ３２６において、２方向輝度値加算工程の一例となる輝度値演算工程として、輝度値加算部３１４は、取得された画像についてＸ方向に所定のサンプル数について加算された輝度の値とＹ方向に所定のサンプル数について加算された輝度の値とを加算する。かかる加算された輝度値をこの画像の輝度値とする。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
以上のように、ＲＢモード１では、ソートすることで、「暗」の位置がどこにあっても輝度の明るいところのデータをサンプルすることができるようになる。ソートしないと、どの位置をサンプルしてよいか自動的に選べないが、ソートすることで、サンプル位置を自動的に選択することができる。または、ソートしないと、暗いところのデータをサンプルしてしまう可能性があるが、ソートすることで明るいところのデータをサンプルとして選択することができる。その結果、画像の明るさを判断することができる。
【００６４】
図１０は、実施の形態１におけるアパーチャ画像の一例を示す図である。
取得されたＢＬＫアパーチャ２１８の各画像は、常に図１０（ａ）に示すようなＢＬＫアパーチャ２１８の開口部が画像の中心に来るとは限らず、図１０（ｂ）に示すようにＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の位置が変わる場合がある。
【００６５】
図１１は、図１０（ｂ）の画像におけるラインデータの一例を示す図である。
図１０（ｂ）に示す画像からＸラインデータを抽出すると、図１１に示すように、画像の端部で輝度が小さく画像が暗くなり、その後、輝度が大きく画像が明るくなる。後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像について所定の点（例えば、画像中心点）のみで比較すると、このようにＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の位置が変わっている場合に正確な比較ができなくなってしまう恐れがある。そこで、実施の形態１のように、ＲＢモード１として、ＸラインデータとＹラインデータについて降順ソートされた上位のサンプル数（例えば、３０画素分）をＸＹ方向に加算してその合計値の和を画像の輝度値とすることで、アパーチャ位置の違いによる誤差を低減することができる。
【００６６】
図１２は、実施の形態１におけるアパーチャ画像の他の一例を示す図である。
取得されたＢＬＫアパーチャ２１８の各画像は、常に図１２（ａ）に示すようなＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の大きさになるとは限らず、図１２（ｂ）に示すようにＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の大きさが変わる場合がある。かかる場合にも後述する２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像について所定の点のみで比較すると、このようにＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の大きさが変わっている場合に正確な比較ができなくなってしまう恐れがある。そこで、実施の形態１のように、ＲＢモード１として、ＸラインデータとＹラインデータについて降順ソートされた上位のサンプル数（例えば、３０画素分）をＸＹ方向に加算してその合計値の和を画像の輝度値とすることで、アパーチャ径の大きさの違いによる誤差を低減することができる。
【００６７】
以上のように、ＲＢモード１では、上位の所定のサンプル数の合計値で画像の明るさを判断することで、アパーチャの影があっても降順ソートによりアパーチャの影のデータが後ろのほうに並び替えられるためサンプルとしてピックアップされないようにすることができる。その結果、各画像を比較する場合の誤差を低減することができる。
【００６８】
図１３は、実施の形態１におけるアパーチャ画像の他の一例を示す図である。
上述したアパーチャの影の影響の他にも、取得されたＢＬＫアパーチャ２１８の各画像が常に図１３（ｂ）に示すような下地が明るい（輝度が大きい）とは限らず、図１３（ａ）に示すように下地が暗い（輝度が小さい）場合がある。
【００６９】
図１４は、図１３の画像におけるラインデータの一例を示す図である。
図１３（ａ）に示す画像からＸラインデータを抽出すると、図１４（ａ）に示すように、全体的に輝度が小さく画像が暗くなる。他方、図１３（ｂ）に示す画像からＸラインデータを抽出すると、図１４（ｂ）に示すように、ＢＬＫアパーチャ２１８の開口部の位置以外は全体的に輝度が大きく画像が明るくなる。かかる場合でも後述する２．０μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像について所定の点のみで比較すると、正確な比較ができなくなってしまう恐れがある。そこで、実施の形態１のように、ＲＢモード１として、ＸラインデータとＹラインデータについて降順ソートされた上位のサンプル数（例えば、３０画素分）をＸＹ方向に加算してその合計値の和を画像の輝度値とすることで、下地（ＢＬＫアパーチャ２１８の開口部以外の部分）の明暗による誤差を低減することができる。
【００７０】
Ｓ３３０において、ＲＢモード判定工程として、ＲＢモードが値「１」でない場合に、モード判定部３０４は、ＲＢモードが値「２」なのかどうかを判定する。ＲＢモードが値「２」でない場合にはＳ１３０に進む。
【００７１】
Ｓ３３２において、Ｙ方向位置設定工程として、ＲＢモードが値「２」である場合に、２Ｄスキャン処理部３００は、取得された画像のＹ方向位置を設定する。
【００７２】
Ｓ３３４において、Ｘ方向位置設定工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、取得された画像のＸ方向位置を設定する。
そして、例えば、５１２画素×５１２画素の画像である場合には、後述するようにすべての画素がカバーされるようにループする。
【００７３】
Ｓ３３６において、輝度データ抽出工程として、輝度データ抽出部３０６は、設定された位置での画素の輝度データを抽出する。
【００７４】
Ｓ３３８において、輝度データ加算工程として、輝度値加算部３１４は、抽出された輝度データを加算していく。後述するように画像のすべての画素で抽出された輝度データを累積加算していく。
【００７５】
Ｓ３４０において、Ｘ方向ループ工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、画像のＸ方向位置をループさせ、Ｓ３３４〜Ｓ３４０を繰り返す。
【００７６】
Ｓ３４２において、Ｙ方向ループ工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、画像のＹ方向位置をループさせ、Ｓ３３２〜Ｓ３４２を繰り返す。
【００７７】
以上のように、複数のモードのいずれかの手法により画像の輝度値を求める。言い換えれば、ＲＢモードが値「０」では、画像中の１点の画素から輝度値を求める。ＲＢモードが値「１」では、Ｘラインデータの上位のいくつかの点の画素の輝度データの合計値とＹラインデータの上位のいくつかの点の画素の輝度データの合計値との和を輝度値とする。ＲＢモードが値「２」では、画像中の全点の画素の輝度データの合計値を輝度値とする。
このようにして、図５における輝度測定工程（Ｓ２１０）の各工程を実施する。そして、図４に示すＳ２１２へと進む。
【００７８】
Ｓ２１２において、マップへの格納工程として、マップ作成部３１６は、上述したようにして決定された画像の輝度値をマップに格納する。マップはメモリ１２２或いは図示していない磁気ディスク装置等の記憶装置に記憶される。
【００７９】
Ｓ２１４において、Ｘ方向ループ工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、アライメントコイル２１２のＸ方向アライメント位置を所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）ずつずらしながら再設定する。アライメントコイル２１２の可動範囲がＸ方向に［−１０００μｍ、＋１０００μｍ］とする場合、例えば、前回−１０００μｍと設定されていた場合、Ｓ２０４に戻って、−８００μｍに設定する。そして、Ｓ２０４〜Ｓ２１４までを繰り返す。すなわち、所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【００８０】
Ｓ２１６において、Ｙ方向ループ工程として、２Ｄスキャン処理部３００は、アライメントコイル２１２のＹ方向アライメント位置を所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）ずつずらしながら再設定する。アライメントコイル２１２の可動範囲がＹ方向に［−１０００μｍ、＋１０００μｍ］とする場合、例えば、前回−１０００μｍと設定されていた場合、Ｓ２０２に戻って、−８００μｍに設定する。そして、Ｓ２０２〜Ｓ２１６までを繰り返す。すなわち、所定のピッチ、例えば、２００μｍ（第１のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【００８１】
以上のようにして、アライメントコイル２１２を用いて電子ビーム２００を２次元方向に走査して、２００μｍのピッチ毎にアライメントコイル２１２から見て電子ビーム進行方向の後段に位置するＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得する。そして、かかる各画像から上述した手法により各画像の輝度値を求めて２次元輝度マップを作成しておく。
【００８２】
Ｓ２１８において、第１の重心位置演算工程の一例となる重心位置演算工程として、重心位置演算部３１８は、２００μｍピッチ（第１のピッチ）毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置（第１の重心位置）を演算する。例えば、ＲＢモードが値「１」では、輝度値演算工程により加算された輝度値を各画像の輝度値として、輝度の重心位置を演算する。これにより、２００μｍピッチによる仮の輝度重心位置を算出することができる。ここで、輝度の重心位置を演算する場合に、ピッチ毎の点としての輝度だけを重心計算に用いるが、ピッチに乗っていない点の位置を計算で求まった場合、その位置を重心位置（第１の重心位置）とする。
このようにして、図４における２Ｄスキャン工程工程（Ｓ１２０）の各工程を実施する。そして、図１に示すＳ１２２へと進む。
【００８３】
Ｓ１２２において、重心位置設定工程として、重心位置設定部５０８は、２Ｄスキャン工程（Ｓ１２０）で求めた重心位置を設定する。
【００８４】
Ｓ１２４において、１次元スキャン工程として、１次元スキャン処理部４００は、２ＤスキャンモードＯＮの場合には、重心位置設定工程（Ｓ１２２）で設定された輝度の重心位置にアライメントコイル２１２のアライメント値を設定する。２ＤスキャンモードＯＦＦの場合には、パラメータ初期値設定工程（Ｓ１１６）で設定されたパラメータ初期値にアライメントコイル２１２のアライメント値を設定する。そして、２つの１次元方向にスキャンを行なう。１次元スキャン工程では、２Ｄスキャン工程で用いたピッチより小さいピッチで２つの１次元方向にそれぞれ画像を取得して、各画像の輝度をフィッティングする。そして、かかる２つの近似式に基づいて輝度の重心位置演算を行なう。さらに、１次元スキャン工程では、画像を取得するピッチを段階的に小さくしていき、輝度の重心位置演算の絞込みを行なう。以下、１次元スキャン工程の内部工程について説明する。
【００８５】
図１５は、図１における１次元スキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
図１５において、１次元スキャン工程（Ｓ１２４）は、ラフピッチ１次元スキャン工程（Ｓ４０２）、ミディアムピッチ１次元スキャン工程（Ｓ４０４）、ファインピッチ１次元スキャン工程（Ｓ４０６）といった一連の工程を実施する。
【００８６】
Ｓ４０２において、ラフピッチ１次元スキャン工程として、１次元スキャン処理部４００は、２Ｄスキャン工程で用いたピッチより小さいピッチ、例えば、１次元スキャン工程におけるラフピッチとして１００μｍピッチ（第２のピッチ）でＸ方向とＹ方向の２つの方向にそれぞれ画像を取得して、各画像の輝度をフィッティングする。そして、Ｘ方向近似式とＹ方向近似式に基づいて輝度の重心位置（第２の重心位置）を求める。以下、ラフピッチ１次元スキャン工程の内部工程について説明する。
【００８７】
図１６は、図１５における各ピッチの１次元スキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
図１６において、各ピッチの１次元スキャン工程（Ｓ４０２からＳ４０６までの各工程）は、ピッチ設定工程（Ｓ５０２）、方向Ｋの設定工程（Ｓ５０４）、Ｋ方向位置設定工程（Ｓ５０６）、画像データ取得工程（Ｓ５０８）、輝度データ抽出工程（Ｓ５１０）、Ｋ方向ループ工程（Ｓ５１２）、１次元フィッティング工程（Ｓ５１４）、判定工程（Ｓ５１６）、方向Ｋの設定工程（Ｓ５１８）、重心位置演算工程（Ｓ５２０）、アライメントセット工程（Ｓ５２２）といった一連の工程を実施する。
【００８８】
Ｓ５０２において、ピッチ設定工程として、ピッチ設定部４０２は、ラフピッチとして、２Ｄスキャン工程で用いたピッチより小さい１００μｍピッチ（第２のピッチ）を設定する。２Ｄスキャン工程で用いたピッチより小さいピッチとすることで、さらに、重心位置を精度よく追い込むことができる。
【００８９】
Ｓ５０４において、方向Ｋの設定工程として、方向設定部４０４は、方向ＫにＸ方向を設定する。
【００９０】
Ｓ５０６において、Ｋ方向位置設定工程として、１次元スキャン処理部４００は、アライメントコイル２１２のＸ方向アライメント位置を設定する。例えば、上述した工程でアライメントされた輝度の仮の重心位置の付近に設定する。例えば、現在、アライメントされている位置が点（０，０）である場合に、アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲をＸ方向に例えば稼動範囲より小さい［−３００μｍ、＋３００μｍ］とする。そして、まずは、−３００μｍと設定する。Ｙ方向アライメント位置はそのままにする。そして、後述するように、所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲、例えば［−３００μｍ、＋３００μｍ］の位置にアライメントコイル２１２のＸ方向アライメント位置を設定していく。
【００９１】
Ｓ５０８において、第１の１次元走査画像取得工程の一例となる画像データ取得工程として、画像データ取得部４０６は、アライメントコイル２１２を用いて電子ビーム２００をＸ方向に走査して、２Ｄスキャン工程等で設定された上述した仮の重心位置（第１の重心位置）を通るようにＸ方向にラフピッチ、例えば、１００μｍピッチ毎にＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得する。画像データは、図６において説明した内容と同様、アライメントコイル２１２が、設定されたＸ方向のアライメント値にアライメントされた状態で、アライメントコイル２１２より下段側に配置され、ＢＬＫアパーチャ２１８より上段側に配置されたアライメントコイル２１４で、アライメントコイル２１２によりアライメントされた電子ビーム２００を所定の範囲で走査する。走査することで、所定の範囲で走査された電子ビーム２００がＢＬＫアパーチャ２１８に衝突した結果発生した２次電子を検出器２２０で検出することができる。その結果、検出データから画像生成回路１５４において所定の範囲のＢＬＫアパーチャ２１８のアパーチャ像を生成することができる。例えば、５１２画素×５１２画素の画像を取得する。
【００９２】
Ｓ５１０において、輝度データ抽出工程として、輝度データ抽出部４０８は、取得された画像に対して所定の点Ｑ（ｘ，ｙ）の位置における画素の輝度を抽出する。後述する１．０μｍピッチ（第２のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
【００９３】
ここでは、一例として、上述したＲＢモード値「０」の場合と同様、１点の画素における輝度データを抽出し、かかる値を抽出した画像の輝度値としているがこれに限るものではなく、上述したＲＢモード値「１」の場合と同様、各画像のＸラインデータの上位からサンプル数分だけ加算した値とＹラインデータの上位からサンプル数分だけ加算した値との和を輝度値としても構わない。或いは、上述したＲＢモード値「２」の場合と同様、各画像の全画素の輝度データの合計値を輝度値としても構わない。
【００９４】
Ｓ５１２において、Ｋ方向ループ工程として、１次元スキャン処理部４００は、アライメントコイル２１２のＸ方向アライメント位置を所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）ずつずらしながら再設定する。アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲がＸ方向に［−３００μｍ、＋３００μｍ］とする場合、例えば、前回−３００μｍと設定されていた場合、Ｓ５０６に戻って、−２００μｍに設定する。そして、Ｓ５０６〜Ｓ５１２までを繰り返す。すなわち、所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【００９５】
Ｓ５１４において、第１の１次元方向近似式演算工程の一例となる１次元フィッティング工程として、フィッティング部４５０は、Ｘ方向にラフピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度のＸ方向近似式（第１の１次元方向近似式）を演算する。
【００９６】
Ｓ５１６において、判定工程として、１次元スキャン処理部４００は、Ｘ方向とＹ方向との両方向とも終了したかどうかを判定する。
【００９７】
Ｓ５１８において、方向Ｋの設定工程として、Ｙ方向が終了していない場合には、方向設定部４０４は、方向ＫにＹ方向を設定する。そして、今度は、Ｙ方向（第２の１次元方向）に対して、Ｓ５０６〜Ｓ５１４を繰り返す。
【００９８】
すなわち、Ｓ５０６において、Ｋ方向位置設定工程として、１次元スキャン処理部４００は、アライメントコイル２１２のＹ方向アライメント位置を設定する。例えば、上述した工程でアライメントされた輝度の仮の重心位置の付近に設定する。例えば、現在、アライメントされている位置が点（０，０）である場合に、アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲をＹ方向に例えば稼動範囲より小さい［−３００μｍ、＋３００μｍ］とする。そして、まずは、−３００μｍと設定する。Ｘ方向アライメント位置は０μｍに戻しておく。そして、後述するように、所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２の可動範囲、例えば［−３００μｍ、＋３００μｍ］の位置にアライメントコイル２１２のＹ方向アライメント位置を設定していく。
【００９９】
Ｓ５０８において、第２の１次元走査画像取得工程の一例となる画像データ取得工程として、画像データ取得部４０６は、アライメントコイル２１２を用いて電子ビーム２００を今度はＸ方向ではなくＹ方向に走査して、２Ｄスキャン工程等で設定された上述した仮の重心位置（第１の重心位置）を通るようにＹ方向にラフピッチ、例えば、１００μｍピッチ毎にＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得する。画像データは、図６において説明した内容と同様、アライメントコイル２１２が、設定されたＸ方向のアライメント値にアライメントされた状態で、アライメントコイル２１２より下段側に配置され、ＢＬＫアパーチャ２１８より上段側に配置されたアライメントコイル２１４で、アライメントコイル２１２によりアライメントされた電子ビーム２００を所定の範囲で走査する。走査することで、所定の範囲で走査された電子ビーム２００がＢＬＫアパーチャ２１８に衝突した結果発生した２次電子を検出器２２０で検出することができる。その結果、検出データから画像生成回路１５４において所定の範囲のＢＬＫアパーチャ２１８のアパーチャ像を生成することができる。例えば、５１２画素×５１２画素の画像を取得する。
【０１００】
Ｓ５１０において、輝度データ抽出工程として、輝度データ抽出部４０８は、取得された画像に対して所定の点Ｑ（ｘ，ｙ）の位置における画素の輝度を抽出する。後述する１００μｍピッチ（第２のピッチ）毎に取得された各画像に対して同様に行なう。
【０１０１】
ここでは、Ｘ方向の場合と同様、一例として、上述したＲＢモード値「０」の場合と同様、１点の画素における輝度データを抽出し、かかる値を抽出した画像の輝度値としているがこれに限るものではなく、上述したＲＢモード値「１」の場合と同様、各画像のＸラインデータの上位からサンプル数分だけ加算した値とＹラインデータの上位からサンプル数分だけ加算した値との和を輝度値としても構わない。或いは、上述したＲＢモード値「２」の場合と同様、各画像の全画素の輝度データの合計値を輝度値としても構わない。
【０１０２】
Ｓ５１２において、Ｋ方向ループ工程として、１次元スキャン処理部４００は、アライメントコイル２１２のＹ方向アライメント位置を所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）ずつずらしながら再設定する。アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲がＸ方向に［−３００μｍ、＋３００μｍ］とする場合、例えば、前回−３００μｍと設定されていた場合、Ｓ５０６に戻って、−２００μｍに設定する。そして、Ｓ５０６〜Ｓ５１２までを繰り返す。すなわち、所定のラフピッチ、例えば、１００μｍ（第２のピッチ）毎に、アライメントコイル２１２のラフピッチ１次元スキャン設定範囲の領域すべてがカバーされるようにループする。
【０１０３】
Ｓ５１４において、第２の１次元方向近似式演算工程の一例となる１次元フィッティング工程として、フィッティング部４５０は、Ｙ方向にラフピッチ毎に取得された各画像の輝度に基づいて、輝度のＹ方向近似式（第２の１次元方向近似式）を演算する。
【０１０４】
Ｓ５２０において、第２の重心位置演算工程の一例となる重心位置演算工程として、重心位置演算部４１２は、Ｘ方向近似式による線とＹ方向近似式による線とに基づいて、輝度の重心位置（第２の重心位置）を演算する。
【０１０５】
図１７は、実施の形態１における２つの１次元方向近似線による輝度の重心位置の算出手法を説明するための概念図である。
図１７に示すように、仮の重心位置（第１の重心位置）を通るようにＸ方向近似式による曲線（Ｘ方向近似線）とＹ方向近似式による曲線（Ｙ方向近似線）は近似される。よって、仮の重心位置が交点となる。しかしながら、２つの近似線における輝度の最大値（ピーク値）は、交点とは限らない。よって、各近似線のピーク値から輝度の重心位置（第２の重心位置）を算出する。例えば、２つのピーク位置の中間位置を輝度の重心位置とする。但しこれに限るものではなく、２つの近似線に基づいてその他の手法で輝度の重心位置を演算しても構わない。
【０１０６】
Ｓ５２２において、アライメント工程となるアライメントセット工程として、１次元スキャン処理部４００は、重心位置演算部４１２により演算された輝度の重心位置（第２の重心位置）にアライメントコイル２１２でアライメントされるようにコイル制御回路１３０に信号を出力する。そして、コイル制御回路１３０は、入力した信号に基づいて、制御電源１３２を介して輝度の重心位置（第２の重心位置）に電子ビーム２００が照射されるようにアライメントコイル２１２へ流す励磁電流を調整する。
【０１０７】
以上のようにして、図１５におけるラフピッチ１次元スキャン工程（Ｓ４０２）の各工程を実施する。そして、図１５に示すＳ４０４へと進む。
【０１０８】
Ｓ４０４において、ミディアムピッチ１次元スキャン工程として、１次元スキャン処理部４００は、ラフピッチ１次元スキャン工程で用いたピッチより小さいピッチ、例えば、１次元スキャン工程におけるミディアムピッチとして５０μｍピッチ（第３のピッチ）でＸ方向とＹ方向の２つの方向にそれぞれ画像を取得して、各画像の輝度をフィッティングする。そして、Ｘ方向近似式とＹ方向近似式に基づいて輝度の重心位置（第３の重心位置）を求める。以下、ラフピッチ１次元スキャン工程とピッチ以外は同様であるので説明を省略する。また、アライメントコイル２１２のミディアムピッチ１次元スキャン設定範囲をＸ方向及びＹ方向にそれぞれラフピッチ１次元スキャン設定範囲より小さい例えば［−１５０μｍ、＋１５０μｍ］とすれば演算時間の短縮が図れてなおよい。
【０１０９】
Ｓ４０６において、ファインピッチ１次元スキャン工程として、１次元スキャン処理部４００は、ミディアムピッチ１次元スキャン工程で用いたピッチより小さいピッチ、例えば、１次元スキャン工程におけるファインピッチとして５μｍピッチ（第４のピッチ）でＸ方向とＹ方向の２つの方向にそれぞれ画像を取得して、各画像の輝度をフィッティングする。そして、Ｘ方向近似式とＹ方向近似式に基づいて輝度の重心位置（第４の重心位置）を求める。以下、ラフピッチ１次元スキャン工程とピッチ以外は同様であるので説明を省略する。また、アライメントコイル２１２のファインピッチ１次元スキャン設定範囲をＸ方向及びＹ方向にそれぞれミディアムピッチ１次元スキャン設定範囲より小さい例えば［−３５μｍ、＋３５μｍ］とすれば演算時間の短縮が図れてなおよい。
【０１１０】
以上ように、ラフピッチ、ミディアムピッチ、ファインピッチと順に精度が上げていくことにより輝度の重心位置を追い込むことができる。
【０１１１】
Ｓ１２６において、判断計算工程として、判断計算部５１０は、上述した各工程の演算ができたかどうかを判定する。
【０１１２】
Ｓ１２８において、判定工程として、判定部５１２は、上述した各工程のルーチンが正確に進んだどうか、計算が失敗に終わっていないかどうか、輝度の重心位置の最適値が求まったかどうか、ハードウェアに故障がないかどうかといった各内容を判定する。判定がＯＫであれば正常終了する。
【０１１３】
Ｓ１３０において、調整前状態設定工程として、ＣＰＵ１２０は、判定工程（Ｓ１２８）の結果、どこかにエラーが生じている場合には、調整前状態に戻して設定し、エラー終了する。
【０１１４】
図１８は、実施の形態１における２次元輝度マップの一例を示す図である。
図１８に示すように、２Ｄスキャン工程で最も粗いピッチである程度の重心位置を探索した後、ラフピッチ、ミディアムピッチ、ファインピッチと３段階の１次元スキャン工程での近似線を重ね合わせている。そして、最終的にピークとなる位置を輝度の重心位置としてアライメントコイル２１２のアライメント位置にする。かかる２次元輝度マップをモニタ１６０に表示すればユーザが確認することもできる。
【０１１５】
以上のように、実施の形態１では、画像取得工程として、アライメントコイル２１２を用いて電子ビーム２００を走査して、アライメントコイル２１２から見て電子ビーム２００進行方向の後段に位置するＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得する。そして、重心位置演算工程として、取得された画像の輝度に基づいて、輝度の重心位置を演算する。そして、アライメント工程として、重心位置に電子ビーム２００が照射されるようにアライメントコイル２１２へ流す励磁電流を調整する。かかる構成により、輝度の重心位置に電子ビーム２００を調整することができる。輝度が最大となる位置ではビーム電流量も最大となるので、ビーム電流量の代わりに輝度の重心位置に電子ビーム２００を調整することにより、ビーム電流量が最大となる最適位置と同様の位置にビーム軸をアライメントすることができる。さらに、ＢＬＫアパーチャ２１８の画像を用いて調整することによって、ビームをＸＹステージ１０５上に存在する図示していないファラデーカップまで到達させなくてもビーム軸を調整することができる。
【０１１６】
また、画像取得工程においては、２Ｄスキャン工程に用いたピッチから始まってラフピッチ、ミディアムピッチ、ファインピッチと大きいピッチから順に複数のピッチでＢＬＫアパーチャ２１８の画像を取得することで、上述した重心位置演算工程において、大きいピッチから順に各ピッチで取得された各画像から輝度の重心位置を追い込むことができる。言い換えれば、ラフな間隔でまず仮の重心位置を決め、ラフな重心位置から精度の高い重心位置へと追い込むことができる。その結果、画像取得回数及び演算回数を低減させることができる。
【０１１７】
そして、描画工程として、かかる輝度の重心位置に電子ビーム２００が照射されるようにアライメントコイル２１２によりビーム軸が調整された電子ビーム２００を用いて、試料１０１に所定のパターンを描画する。
【０１１８】
電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ２０６上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２の成形アパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に追従しながら照射位置が決められる。そして、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。そして、試料１０１上の電子ビーム２００が、所望する照射量を試料１０１に入射させる照射時間に達した場合、試料１０１上に必要以上に電子ビーム２００が照射されないようにするため、例えば静電型のＢＬＫ偏向器２１６で電子ビーム２００を偏向すると共にＢＬＫアパーチャ２１８で電子ビーム２００をカットし、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。
【０１１９】
従来方式は画像で処理していたため、実際の電流量はビーム軸をファラデーカップまで通す必要があった。そのため、従来方法ではアライメント調整に時間がかかった。また、実施の形態１における各工程をコンピュータで実行されるプログラムにより構成すれば、ユーザの介入無しにアライメントコイル２１２の調整を行なうことができる。その結果、おおよそ従来方法では２時間程度かかった調整時間が、実施の形態１によれば５分程度で実現可能とすることができる。実施の形態１では、検出器２２０で画像処理する方式を変更することであたかも検出器２２０で電流値を得ているかのような処理を実現することができる。
【０１２０】
実施の形態２．
図１９は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図１９において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、図２と検出器２２０の配置位置が異なる点以外は、同様である。図１９に示すように、検出器２２０を軸調整するアパーチャの後段側に配置しても実施の形態１と同様のアライメントコイル２１２によるビーム軸調整を行なうことができる。検出器２２０を軸調整するアパーチャの後段側に配置することで、取得される画像が反転（白黒反転）する以外は同様である。
【０１２１】
以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものの処理内容或いは動作内容は、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組み合わせでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、図示していない磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、メモリ１２２に記録される。
【０１２２】
また、図２及び図１９において、コンピュータとなるＣＰＵ１２０は、さらに、図示していないバスを介して、記憶装置の一例となるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ、磁気ディスク（ＨＤ）装置、入力手段の一例となるキーボード（Ｋ／Ｂ）、マウス、出力手段の一例となるモニタ、プリンタ、或いは、入力出力手段の一例となる外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）、ＦＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に接続されていても構わない。
【０１２３】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、各実施の形態では、ＢＬＫアパーチャ２１８の上段側に配置されたアライメントコイル２１２によるビーム軸調整方法を説明したが、これに限るものではない。その他の位置に配置されるアライメントコイルによる場合でも構わない。ＢＬＫアパーチャ２１８に限らず、その他のアパーチャの上段側に配置されたアライメントコイルであればよい。特に、本発明は、できるだけ上段側（例えば最上段）のアライメントコイルを調整する場合ほど好適である。
【０１２４】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【０１２５】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのアライメントコイルによるビーム軸調整方法、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施の形態１におけるフローチャートの要部を示す図である。
【図２】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図３】実施の形態１におけるＣＰＵの内部機能の要部を示す図である。
【図４】図１における２Ｄスキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
【図５】図４における輝度測定工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
【図６】実施の形態１における画像データの取得方法を説明するための概念図である。
【図７】実施の形態１におけるアパーチャ画像の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１におけるラインデータの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１における降順ソートされたラインデータの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１におけるアパーチャ画像の一例を示す図である。
【図１１】図１０（ｂ）の画像におけるラインデータの一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１におけるアパーチャ画像の他の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態１におけるアパーチャ画像の他の一例を示す図である。
【図１４】図１３の画像におけるラインデータの一例を示す図である。
【図１５】図１における１次元スキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
【図１６】図１５における各ピッチの１次元スキャン工程の内容を示すフローチャートの要部を示す図である。
【図１７】実施の形態１における２つの１次元方向近似線による輝度の重心位置の算出手法を説明するための概念図である。
【図１８】実施の形態１における２次元輝度マップの一例を示す図である。
【図１９】実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２０】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図２１】光路途中のアパーチャ画像の中心位置にアライメントする手法を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  描画装置
１０１，３４０  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１２０  ＣＰＵ
１２２  メモリ
１３０，１４０  コイル制御回路
１３２，１４２  制御電源
１５０  描画部
１５２  アンプ
１５４  画像生成回路
１６０  モニタ
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５，２０８  偏向器
２０６  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２１２，２１４  アライメントコイル
２１６  ＢＬＫ偏向器
２１８  ＢＬＫアパーチャ
２２０，２２２  検出器
３００  ２Ｄスキャン処理部
３０２  画像データ取得部
３０４  モード判定部
３０６  輝度データ抽出部
３０８  ソート部
３１０  Ｘデータ加算部
３１２  Ｙデータ加算部
３１４  輝度値加算部
３１６  マップ作成部
３１８  重心位置演算部
３３０  電子線
４００  １次元スキャン処理部
４０２  ピッチ設定部
４０４  方向設定部
４０６  画像データ取得部
４０８  輝度データ抽出部
４５０  フィッティング部
４１２  重心位置演算部
４１０  第１のアパーチャ
４１１  開口
４２０  第２のアパーチャ
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
５００  オプション判断部
５０２  ゲインレベル調整部
５０６  パラメータ初期値設定部
５０８  重心位置設定部
５１０  判断計算部
５１２  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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